Question

（2012•普陀区二模）如图所示为验证查理定律的实验装置．A为烧瓶，内贮空气．B为U形管，下部与较长的软橡胶管相连．由于

Answer 1

解题思路：（1）先求出U形管B中气体的压强PB=P0+ρgh，烧瓶A中的气体压强PA=PB-ρgh′．（2）由题分析可知，烧瓶内空气发生等容变化，由查理定律求出末态时气体的压强，由压强关系求出B中空气的压强，此空气柱发生等温变化，由玻意耳定律求出左侧管内空气柱的长度．（3）末态时，根据B与A空气压强关系求解右侧管内水银面高度升高的高度．

（1）设烧瓶内空气为A，U形管中混入的空气柱为B，它们初始状态的压强分别为P_A和P_B．

由图得：P_B=P₀+ρgh=（76+14）cmHg=90cmHg

P_A=P_B-ρgh′=（90-10）cmHg=80cmHg．

烧瓶内空气发生等容变化，由查理定律得：

P_A′=

TA′

TAPA=

336

280×80cmHg=96cmHg

（2）空气柱B末态压强为：

P_B′=P_A′+ρgh′=（96+10）cmHg=106Hg

空气柱B发生等温变化，则有：

P_AL_A=P_A′L_A′

代入解得：L_A′=3.4cm

（3）在末态时，右侧管内水银面高度将升高x，则：

P_B′=P₀+ρgx+ρgh+ρgL_A′

代入得：106=76+x+10+3.5

得：x=16.6cm

答：

（1）烧瓶A中的气体压强为96cmHg．

（2）左侧管内空气柱变为3.4cm．

（3）右侧管内水银面高度将升高16.6cm．

点评：

本题考点： 理想气体的状态方程；封闭气体压强．

考点点评： 本题是关联气体问题，一要确定两部分的状态变化情况，分析什么参量不变，选择遵守的规律；二是寻找两部分之间相关的条件，比如压强关系、体积（长度）关系．